13장 스코프
Modern JavaScript DeepDive ·13.1 스코프란?
- 모든 식별자(변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다. 이를 스코프라 한다. 즉, 스코프는 식별자가 유효한 범위를 말한다.
- 프로그래밍 언어에서는 스코프(유효 범위)를 통해 식별자인 변수 이름의 충돌을 방지하여 같은 이름의 변수를 사용할 수 있게 한다. 스코프 내에서 식별자는 유일해야 하지만 다른 스코프에는 같은 이름의 식별자를 사용할수 있다. 즉, 스코프는 네임스페이스다.
13.2 스코프의 종류
- 코드는 전역(global)과 지역(local)으로 구분할 수 있다. 전역에서 선언된 변수는 전역 스코프를 갖는 전역 변수이고, 지역에서 선언된 변수는 지역 스코프를 갖는 지역 변수다.
- 전역이란 코드의 가장 바깥 영역을 말한다. 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.
- 지역이란 함수 몸체 내부를 말한다. 지역 변수는 자신의 지 역 스코프와 하위 지 역 스코프에서 유효하다
13.3 스코프 체인
- 함수는 전역에서 정의할 수도 있고 함수 몸체 내부에서 정의할 수도 있다. 함수 몸체 내부에서 함수가 정의된 것을 ‘함수의 중첩’이라 한다. 그리고 함수 몸체 내부에서 정의한 함수를 ‘중첩 함수(nested function)’, 중첩 함수를 포함하는 함수를 ‘외부 함수(outer function)라고 한다.
- 함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다. 이는 스코프가 함수의 중첩에 의해 계층적구조를 갖는다는 것을 의미한다. 다시 말해, 중첩 함수의 지역 스코프는 중첩 함수를 포함하는 외부 함수의 지역 스코프와 계층적 구조를 갖는다. 이때 외부 함수의 지역 스코프를 중첩 함수의 상위 스코프라 한다.
- 모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결되며, 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프다. 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인이라 한다.
- 변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색(identifier resolution)한다.
- 스코프 체인은 물리적인 실체로 존재한다. 자바스크립트 엔진은 코드（전역 코드와 함수 코드）를 실행하기에 앞서 자료구조인 렉시컬 환경(Lexical Environment)을 실제로 생성한다. 변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 이 자료구조（렉시컬 환경）에 키로 등록되고, 변수 할당이 일어나면 이 자료구조의 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다. 변수의 검색도 이 자료구조 상에서 이뤄진다.
13.3.1 스코프 체인에 의한 변수 검색
- 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 따라 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작해서 상위 스코프방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다. 절대 하위 스코프로 내려가면서 식별자를 검색하는 일은 없다. 이는 상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서 참조할 수 없다는 것을 의미한다.
13.4 함수 레벨 스코프
- 지역은 함수 몸체 내부를 말하고 지역은 지역 스코프를 만든다고 했다. 이는 코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다는 의미다.
- C나 자바 등을 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록(if. for. while, try/catch 등)이 지역 스코프를 만든다. 이러한 특성을 블록 레벨 스코프(block level scope)라 한다. 하지만 var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다. 이러한 특성을 함수 레벨 스코프(function level scope)라 한다. 다음 예제를 살펴보자.
var x = 1;
if (true) {
// var 키워드로 선언된 변수는 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다.
// 함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역 변수다.
// 따라서 x는 전역 변수다. 이미 선언된 전역 변수 x가 있으므로 x 변수는 중복 선언된다.
// 이는 의도치 않게 변수 값이 변경돠는 부작용을 발생시킨다.
var x = 10;
}
console.log(x); // 10
- 전역 변수 x가 선언되었고 if 문의 코드 블록 내에도 x 변수가 선언되었다. 이때 if 문의 코드 블록 내에서 선언된 x 변수는 전역 변수다. var 키워드로 선언된 변수는 함수 레벨 스코프만 인정하기 때문에 함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역 변수다.
- var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록만을 지역 스코프로 인정하지만 ES6에서 도입된 let, const 키워드는 블록 레벨 스코프를 지원한다.
13.5 렉시컬 스코프
- 다음 예제의 실행 결과를 예측해보자.
var x = 1;
function foo() {
var x = 10;
bar();
}
function bar() {
console.log(x);
}
foo(); // ?
bar(); // ?
- 위 예제의 실행 결과는 bar 함수의 상위 스코프가 무엇인지에 따라 결정된다. 두 가지 패턴을 예측할 수 있다.
- 함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.
- 함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.
- 첫 번째 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다면 bar 함수의 상위 스코프는 foo 함수의 지역 스코프와 전역 스코프일 것이다. 두 번째 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다면 bar 함수의 상위 스코프는 전역 스코프일 것이다.
- 프로그래밍 언어는 일반적으로 이 두 가지 방식 중 한 가지 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다. 첫 번째 방식을 동적 스코프라 한다. 함수를 정의하는 시점에는 함수가 어디서 호출될지 알 수 없다. 따라서 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하기 때문에 동적 스코프라고 부른다. 두 번째 방식을 렉시컬 스코프라 한다. 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적 스코프라고 부른다. 자바스크립트를 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 렉시컬 스코프를 따른다.
- 함수의 상위 스코프는 함수 정의가 실행될 때 정적으로 결정된다. 함수 정의(함수 선언문 또는 함수 표현식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다. 함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문이다.
- 위 예제의 bar 함수는 전역에서 정의된 함수다. 함수 선언문으로 정의된 bar 함수는 전역 코드가 실행되기 전에 먼저 평가되어 함수 객체를 생성한다. 이때 생성된 bar 함수 객체는 자신이 정의된 스코프, 즉 전역 스코프를 기억한다. 그리고 bar 함수가 호출되면 호출된 곳이 어디인지 관계없이 언제나 자신이 기억하고 있는 전역 스코프를 상위 스코프로 사용한다. 따라서 위 예제를 실행하면 전역 변수 x의 값 1을 두 번 출력한다.